Китай построил подземный шар для поиска призрачных частиц, преследующих Землю: инновации-технологии-наука:
- Китай вывел из эксплуатации один детектор нейтрино и сейчас строит ему замену.
- Эти детекторы огромные, относительно недорогие и заполнены водой и датчиками.
- Нейтрино также исходят от Солнца и звезд, но ученые продолжают попытки выделить земные нейтрино.
Новый объект в Китае скоро начнет охоту за призрачными частицами нейтрино в сферической тюрьме частиц, которая находится почти в полумиле под гранитной горой. Чтобы обнаружить нейтрино, ключом является максимальное снижение других шумов, и это часто делается путем захоронения детектора — будь то под океаном или в глубоких подземных сооружениях, таких как в ЦЕРНе. Новое устройство заменяет недавно выведенный из эксплуатации объект Дая-Бэй , который ранее возглавлял исследования нейтрино в Китае.
Детекторы нейтрино строятся глубоко под землей или под водой, потому что ученые хотят максимально защитить их от космических источников нейтрино. Нейтрино могут проходить сквозь саму Землю и оставляют характерный след из-за того, как они взаимодействуют с другими частицами. Когда нейтрино прорываются, они ионизируют или заряжают атомы и молекулы. Это высвобождает электроны, которые свободно парят, и их измеряют. Сами нейтрино не имеют заряда, и хотя они чрезвычайно распространены в нашей Вселенной, просто трудно изолировать их влияние, если ученые держат свои уши открытыми для всего космического пространства.
Детектор подземной нейтринной обсерватории Цзянмэнь (JUNO) представляет собой гигантскую прозрачную акриловую сферу, которая будет содержать резервуар с водой или растворителями. Диаметр сферы составляет почти 120 футов, и руководители JUNO говорят, что это будет самый большой прозрачный детектор такого рода в мире . Сфера покрыта датчиками , которые обнаруживают любые незначительные возмущения жидкости внутри, потому что именно эти микромасштабные движения содержат доказательства прохождения нейтрино. Ученые получат доступ к объекту через подземный туннель в коренной породе.
Нейтрино были теоретически выдвинуты около 100 лет назад как продукт ядерных реакций во всей Вселенной. Это означает, что наши атомные электростанции генерируют их, так же как Солнце и другие звезды. Предыдущие работы показали, что эти нейтрино невозможно остановить, и поскольку их можно обнаружить «простой водой», исследователи предложили использовать детекторы нейтрино, чтобы убедиться, что мировые державы придерживаются соглашений о нераспространении ядерного оружия. Простую воду можно дополнить другими материалами, чтобы сделать эти детекторы еще более эффективными.
Китай лидирует в мире по строительству новых атомных электростанций, и многие из них — это мегастанции с несколькими огромными реакторами, которые все испускают нейтрино. В Китае существует огромный разрыв между густонаселенной восточной частью, которая включает в себя более дюжины мегаполисов, и обширными западными частями с гораздо меньшим количеством людей и развитием. И в результате этого большого населения Китай имеет огромные потребности в энергии — возможно, даже пропорционально большие из-за плотных и концентрированных супергородов.
И энергетика, и инфраструктура должны быть усилены, чтобы поддерживать их, и, как и многие другие мировые державы, Китай в значительной степени зависит от угля для производства электроэнергии. Они выбрали атомные электростанции как способ смягчить спрос на уголь, продолжая при этом поставлять все больше и больше энергии всей стране. Китай даже изучает возможность строительства атомных электростанций на островах и плавучих атомных электростанций в близлежащем и спорном Южно-Китайском море.
Обычно детекторы нейтрино «нацелены» на обнаружение частиц, которые возникают из более традиционных источников звездной энергии. Этот новый детектор, вероятно, будет делать то же самое, но поскольку объект JUNO будет расположен так близко к нескольким богатым образцами атомным электростанциям, эти ученые также будут искать нейтрино, произведенные прямо по соседству. Этот новый объект JUNO построен между атомными электростанциями в Тайшане и Янцзяне вдоль южного побережья Китая.
В настоящее время ведется монтаж центральной сферы нейтринного детектора JUNO, а открытие всего объекта ожидается в 2025 году.
Прочитайте что такое взгляд в будущее